安徽铜陵杨山冲浅层富硫化物尾矿中砷的赋存状态

含硫化物尾矿常常释放大量的酸性排水和重金属,污染地下水、地表水和土壤,破坏生态系统,因此日益成为人们关注的焦点。本文以安徽铜陵杨山冲尾矿库浅层富硫化物尾矿为研究对象,利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、粉末X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、光电子能谱(XPS)和同步辐射近边吸收精细结构谱(XANES)等方法,系统分析了尾矿中砷的赋存形式,发现尾矿中的砷有3种价态: As(-Ⅰ)、As(Ⅲ)、As(Ⅴ)。在风化较弱的下部尾矿中,砷以As(-Ⅰ)、As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的形式赋存;而强烈风化的表层尾矿中只检测到As(Ⅴ)的存在。从下部到表层,从低价态的As(-Ⅰ)和As(Ⅲ)逐渐变为高价态的As(Ⅴ)。下部尾矿中的砷主要赋存于黄铁矿中,而表层尾矿中的砷主要赋存在铁的(氢)氧化物和硫酸盐中。     

浙江龙游沐尘早白垩世石英二长岩体的成因: 镁铁质包体及寄主岩的元素与Sr-Nd同位素地球化学证据

沐尘岩体呈北北东向出露于浙江龙游县沐尘至遂昌县双溪口一带,为早白垩世晚期(112Ma)岩浆活动的产物。岩体主体岩性为石英二长岩,岩体中普遍发育形态多样的暗色镁铁质微粒包体。包体岩性主要为黑云母二长闪长岩,包体多呈椭球形或卵形等塑性形态,大小不一,从几厘米到几十厘米不等。主量元素组成上,寄主石英二长岩具有中酸性、准铝质、富碱、富钾等特征;镁铁质包体则偏基性、贫钾。微量和稀土元素组成上,寄主岩富集Rb、K、Th、U,贫Sr、P、Nb、Ta、Ti,且Zr、Hf含量相对较高,具中-强的铕负异常(Eu/Eu^*=0.12~0.60)。镁铁质包体具有相似的微量元素特征,但相对富集Sr、P,贫Zr、Hf,铕负异常中等或不明显(Eu/Eu^*=0.43~0.93)。寄主岩及镁铁质包体具有相似的初始Sr、Nd同位素组成,I_Sr分别为0.7062~0.7065和0.7058~0.7070,ε_Nd(t)值均偏高,分别为-3.19~-2.43和-2.60~0.58。在主量元素氧化物比值相关图解及微量元素与同位素协变图解上,镁铁质包体与寄主岩之间呈现出良好的协变关系,从地球化学角度为成岩过程中存在岩浆混合作用提供了可靠证据。温压计算表明沐尘岩体为温度偏高(797~851℃)的中深成岩体(6~7km)。综合岩石学、元素地球化学与Sr-Nd同位素组成特征,表明沐尘石英二长岩及镁铁质包体最可能是在引张构造背景下,由亏损的地幔组分及其诱发的地壳物质部分熔融形成的长英质岩浆经混合后,并经进一步的分异演化形成。     

玄武岩微生物分解过程中的矿物表面效应

通过玄武岩微生物风化的模拟实验,探讨了造岩矿物表面特征对微生物风化的影响,发现在细菌Paeni-bacillus polymyoca(多粘芽孢杆菌)及其代谢产物的作用下,玄武岩的分解作用显著增强,其中橄榄石最易分解,辉石次之,长石则相对最稳定.根据实验溶液的成分变化,认为橄榄石在初始阶段的分解主要受控于表面化学特征,随着比表面积的增大,表面控制作用进一步增强,分解更为快速.     

冈底斯中段达居复式花岗岩体成因:锆石U-Pb年代学、元素地球化学与Hf同位素制约

本文报道了冈底斯中段达居复式岩体的锆石U-Pb年龄与Hf同位素组成,以及全岩元素地球化学组成,据此探讨了岩浆的形成机制与演化过程,进而全面揭示了岩体的成因。根据岩性和岩相特征,达居复式岩体可区分为昌那和桑嘎两个单元,前者岩性主要为花岗闪长岩,岩体内含丰富的闪长质包体;后者岩性主要为中细粒二长花岗岩,岩性总体较均匀。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,昌那单元花岗闪长岩和其中的闪长质包体具有一致的成岩年龄,分别为52.7±0.7Ma和52.3±0.6Ma,桑嘎单元二长花岗岩的成岩年龄为45.3±0.7Ma。地球化学组成上,二单元岩石均具有亚碱、准铝的特征,碱铝指数(AKI值)多低于0.9,铝饱和指数(A/NKC值)均小于1.0,属于准铝质钙碱性I型花岗岩。它们均富集轻稀土和大离子亲石元素(如Rb,Pb),亏损高场强元素(如Nb,Ta,Ti),具有弧型岩浆岩的地球化学组成特征。与昌那单元岩石相比,桑嘎单元岩石富硅、富碱,具有较高的Rb/Sr、Rb/Ba比值,并表现出较显著的Eu负异常,指示其经历了较高程度的分异演化。昌那单元花岗闪长岩和其中的闪长质包体具有一致亏损的Hf同位素组成,二者的ε_(Hf)(t)值分别为+4.6~+11.5和+5.0~+11.1,桑嘎单元总体也具有亏损的Hf同位素组成,但其ε_(Hf)(t)值具有较大的变化范围(-0.5~+14.7)。综合分析表明,昌那单元岩石应为底侵的亏损地幔岩浆与其诱发初生地壳熔融产生的岩浆经混合作用形成,桑嘎单元岩石为这一混源岩浆经进一步分异演化后侵位结晶的产物,且成岩过程中极可能有古老的印度地壳物质参与。     

一种特殊类型的云英岩:湘南香花岭地区癞子岭云英岩成岩成矿特征

癞子岭岩体具有极好的垂向分带性,从下部到顶部包括了花岗岩、云英岩和伟晶岩,其中云英岩以其厚度巨大,云母类型属于铁锂云母,黄玉含量高,W-Sn-Nb-Ta含量高,而区别于其他地区云英岩。通过对癞子岭云英岩进行岩石学、地球化学和矿物学的研究,本文得出:癞子岭云英岩是高硅的强过铝质岩石类型,全碱含量低(3~4.3 wt%),富集挥发组分,全岩Zr/Hf(~8)和Nb/Ta(~1.7)比值低。造岩矿物铁锂云母中Nb(~74×10~(-6))、Ta(~66×10~(-6))、W(~23×10~(-6))、Sn(~75×10~(-6))等成矿元素含量较高。副矿物锆石自形且成分均一,含有HfO_2约10 wt%,Zr/Hf比值最低为5,与云英岩下部的癞子岭钠长花岗岩中的锆石成分有连续过渡的关系。这些特征与南岭地区高演化稀有金属花岗岩或伟晶岩相当,体现了相近的演化程度。癞子岭云英岩中有明显的Nb-Ta-W-Sn成矿作用发生,主要形成铌铁矿族矿物、锡石和黑钨矿,成分和结构均具有岩浆成因特征。花岗质熔体中含有大量挥发组分Li和F,结晶出黄玉和Li-F云母,F在稀有金属的成矿作用和云英岩的成岩过程中发挥了非常重要的作用,成矿作用发生在岩浆演化的晚期并伴随有流体作用。因此,云英岩可能是钠长花岗岩高度分异演化之后的特殊产物,这为研究花岗岩岩浆-热液体系成岩成矿过程提供了新的窗口。     

稀有金属成矿全球时空分布与大陆演化

花岗岩是大陆地壳的主要组成,是陆壳的特征性物质。花岗岩的形成及演化往往伴随着金属元素的不断富集和广泛的成矿作用,进而形成与之相关的大陆成矿体系。稀有金属成矿是大陆成矿体系的重要内容,毫无疑问,与花岗岩有关的稀有金属成矿作用是大陆演化的直接产物,因此,稀有金属成矿学是大陆动力学的研究内容之一。花岗伟晶岩是锂、铍、钽最重要的成矿母岩,碱性岩(花岗岩、伟晶岩和碳酸岩)与铌、锆等成矿作用有关。全球稀有金属成矿时代集中在太古代3.0~2.6Ga、古元古代1.8Ga、新元古代1.0~0.9Ga、古生代450~400Ma、早中生代250~200Ma、晚中生代160~130Ma和新生代中新世35~10Ma,直接反映了稀有金属成矿与超大陆演化重大事件具有密切的成因关系。最古老的稀有金属成矿作用始于乌尔-诺基兰超大陆,形成了现今分布于北美、非洲南部、西澳等地的重要钽成矿带,其它时期成矿作用相继对应于哥伦比亚超大陆、罗迪尼亚超大陆、冈瓦纳超大陆和潘吉亚超大陆聚合、裂解作用,并终结于新生代发生的印度板块与亚洲板块的碰撞作用。值得关注的是,稀有金属矿物与稀有金属成矿总是共演化,锂辉石、锂电气石、绿柱石和铌铁矿-钽铁矿等几种重要的稀有金属矿物最早出现的时代都在太古代3.0~2.6Ga。     

秦岭造山带东段秦岭岩群的年代学和地球化学研究

对东秦岭地区的陕西省洛南县、宁陕县、长安县和河南省淅川县出露的四个秦岭岩群变质岩进行的岩石学和地球化学研究表明,样品主要由变质火山岩和变质沉积岩组成.详细的锆石U-Pb定年结果显示三个正变质岩均形成于新元古代早期(971～843Ma),而副变质岩中富集大量新元古代碎屑锆石,根据最年轻的谐和年龄(859Ma)和早古生代的变质年龄,推测其沉积时代为新元古代中晚期.因此,北秦岭南部的秦岭岩群的变质岩主要由新元古代早期的火成岩和新元古代中晚期的沉积岩组成.变质作用主要发生在加里东期,局部有燕山期的变质作用叠加.指示北秦岭的造山作用主要发生在早古生代.岩石地球化学研究还显示秦岭岩群的新元古代火山岩均形成于火山弧构造环境,沉积岩沉积于大陆弧-活动大陆边缘环境,指示秦岭造山带在新元古代早期是一个火山弧.秦岭岩群的火山岩和沉积岩在形成时代和构造环境方面与扬子克拉通西缘的特征非常相似,表明位于北秦岭造山带的秦岭岩群应归属于扬子克拉通陆块,是扬子北缘的一个大陆边缘弧.     

鲁西碳酸岩中磷灰石的原位激光探针分析及其成岩意义

以鲁西雪野和八陡碳酸岩中的磷灰石为对象,运用EMPA和LA-ICP-MS技术,分别测定了它们的主量与微量元素组成,并据此讨论了它们的成岩意义.研究结果表明,这些磷灰石富F(=1.07%～2.74%)贫Cl(＜0.04%),种属为羟氟磷灰石或氟羟磷灰石.微量元素组成上富Sr、Th、U、Pb和轻稀土,是全岩中上述元素的主要载体之一.磷灰石的Sr、F含量与∑REE及LREE/HREE比值均表现出较明显的正相关性,其富Sr、贫Y和富轻稀土等特点与世界典型碳酸岩中的磷灰石相似,但它们具有更高的Sr/Y和Th/U比值,Sr、Ce、Th、Y含量接近地幔中由交代作用形成的磷灰石,说明其寄主碳酸岩岩浆源区应为遭受过流体交代作用的富集地幔.这些磷灰石的(La/Nd)_N比值＞1,(La/Yb)_N比值多数在100以上,与世界其他地区典型碳酸岩中的磷灰石相比铕负异常相对更明显,表明其寄主碳酸岩浆经历一定程度的分异演化.雪野较八陡碳酸岩中磷灰石含更高的F、Sr和∑REE含量及(La/Yb)_N比值,说明其寄主岩浆的演化程度更高.     

松潘-甘孜造山带中晋宁期花岗岩的U-Pb和Rb-Sr同位素定年及其大地构造意义

重点研究丹巴地区的格宗和东谷花岗岩体,从同位素年代学、地球化学、构造地质学方面论证了这两个花岗岩的形成时代、物质来源和成因以及喜山期构造热事件作用的影响.它们是晋宁期构造岩浆作用的产物,其源区物质为中元古代中、晚期形成的低成熟度的火山沉积岩系,后者实际上也代表松潘-甘孜造山带的古老基底.包括丹巴地区在内的整个扬子板块西缘的晚元古代造山带应是古扬子板块的重要组成部分.     

榴辉岩型金红石矿床成矿的地球化学制约——以中国大陆科学钻探(CCSD)主孔揭示的榴辉岩及其金红石矿化为例

金红石是TiO2的高温高压相变体,在工业上具广泛用途.我国钛资源丰富,储量居世界首位,但其中98.9%是钛铁矿,金红石仅占1%左右(王立平等,2004),因此,金红石资源在我国十分紧缺.上世纪80年代后期以来,在江苏北部新沂-东海一带的榴辉岩中陆续发现了重要的金红石矿床,资源总量达数千万吨(黄建平等,2003),最近实施的中国大陆科学钻探工程(Chinese Continental Scientific Drilling,简写为CCSD)进一步揭示东海地区金红石矿床具有层位多、厚度大、品位高等特点(徐珏等,2004),因此,苏北新沂-东海一带有望成为我国原生金红石矿床的又一重要产地.本文以CCSD主孔0～2000m岩芯中的榴辉岩为对象,通过对榴辉岩中主要造岩矿物(石榴石和绿辉石)、以及榴辉岩全岩化学组成的全面分析,系统对比了高钛(TiO2>2%)与低钛(TiO2<2%)榴辉岩元素组成特征的差异,并据此探讨了该区榴辉岩型金红石矿床成矿的地球化学制约因素.